Transcript PowerPoint プレゼンテーション - 計画 - riam.kyushu-u.ac.jp

平成16年度 特別推進研究 研究計画
乱流プラズマの
構造形成と選択則の総合的研究
伊藤 早苗
九州大学・応用力学研究所
分担者
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矢木雅敏、河合良信、篠原俊二郎、 伊藤公孝、藤澤彰英、福山淳
海外研究協力者
P. H. Diamond (UCSD), K. Hallatschek (MPI PP)
1
強い必要性と背景
「21世紀の科学」
LHD プラズマ
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核融合研究
ITER
乱流輸送
プラズマと
電磁場の
乱流構造形成
選択則
宇宙天体観測
爆発的知識
ナモ、帯状流
かに星雲
ダイ
プラズマによる
新機能物質
応用拡大
求められている プラズマの根本的理解
世界的機運の
盛り上がり
2
目標と目的
3
現代プラズマ物理学の創成（学理の体系化）
本計画の目的（プラズマ乱流の総合的研究）
高温・磁化・不均一プラズマについて
乱流と構造形成の機構を解明
構造の遷移と選択法則を得る
世界をリードする研究
プラズマ乱流の多重非線形構造
選択肢と遷移確率
基盤
一般化
実現構造を与える選択則、
状態の相図、寿命、次元性
新たに
解明
シミュレーション・実験 検証
体系化
世界をリードしてきた研究実績
○
○
○
径電場による改善閉じ込め理論
プラズマの乱流輸送理論
帯状流とトーラスの輸送理論
創始
仁科賞、IBM科学賞、
フンボルト賞、他
研究潮流と質的転換を生んだ
線形不安定性
径電場構造
との共存
非線形不安定性
実験とシミュレーションによる検証
共同研究実績：最近のレビュー論文(IoP)
径電場と改善閉じ込め；プラズマの崩壊現象；プラズマ乱流輸送；
ヘリカル系の閉込改善；ダイナモとMHD理論；帯状流
4
プロジェクト成果 ー 大成へ
理論研究
伊藤、伊藤、
Diamond
シミュレー
ション研究
矢木、福山、
Hallatschek
実験研究
河合、篠原、
藤沢
構造相転移の確率統計理論
乱流構造形成における
非線形分配則とダイナミクス
5
現代プラズマ
物理学叢書
1.プラズマ
非線形理論
飽和機構・電磁場発生法則の
発見（帰納）と検証（演繹）
2.プラズマ
乱流構造
乱流輸送、構造相転移、帯状流・
ダイナモの実測・検証
核融合解析国
際規範コード
(ITER)
3.プラズマ
乱流実験学
6
プラズマの乱流・電磁構造の理解
トーラスプラズマ
太陽
Solar
Tachocline
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Transport barriers
Trade wind band,
Torsional oscillation
[from Lang, The Cambridge
Encyclopedia of the SUN]
乱流、帯状流、ダイナモ：輸送、分岐や自律的維持・・・
乱流輸送や因果関係とエネルギーの配分比
vs. Curieの原理 (col. Cowlingの反ダイナモ定理)
活動する
プラズマ
有機的に統合した推進とC&R
理論
理論式
シミュレー
ション

i=
v thi  2i
Ln
7
ドリフト波乱流と
電場構造形成
検証
U 2 – U cU
飽和振幅、相関スケール
エネルギー分配比・・・
HIBP
LIF
矢木
実験
藤澤
実施体制とC&R
8
伊藤
国内外
理論研究
伊藤・
Diamond
計画・成果の
とりまとめ
代表者
分担者
研究補助 参加
福山
シミュ
レーション
研究協力者としての参加
矢木
Hallatschek
レビューなどを通じた
研究成果の集約
河合・篠原
実験研究
藤沢
C&R
分析と意志決定
研究者
研究の推進
成果の発表と還流
9
計画と展望
初期３年間
理論と
シミュレー
ション
多スケール乱流と
電磁場構造形成
遷移肢と
選択原理の展開
非線形理論の検証
実験
カオス・ 乱流・電磁
場構造形成（帯状流、
ダイナモを含む）の
実測
その後の展開
成果を 現代プラズマ
出版 物理学叢書
中間総括
研究方針
分析・決定
５年間
プラズマ乱流と構造
形成・
選択法則の統一へ
検証
乱流と電磁場構造
形成の因果関係の
検証へ
プラズマ理論物理
学の体系へ
核融合燃焼プラズ
マへの応用（燃焼
遷移）
核融合解析国際
規範コード
自然界の構造
「２１世紀の科学」
流転する自然の法則